Aluminio. Descripción. Características físicas. Construcción y Estructura Náutica JAVIER PAZ

Transcripción

1 Aluminio Es un elemento químico, su símbolo corresponde a Al y su número atómico es 13. Es un metal no ferromagnético y es el tercer elemento más común encontrado en nuestra corteza terrestre. Como metal se extrae únicamente del mineral conocido como Bauxita, que es una roca formada por acumulación de sedimentos. Mecánicamente es un material blando y maleable. En estado puro tienen un límite de resistencia en tracción de N/mm². A pesar de ello sigue siendo inadecuado como elemento estructural, por lo que se alea con otros metales, lo que permite realizar sobre él operaciones de fundición, forja o extrusión. Se alea con otros elementos para mejorar sus propiedades mecánicas, principalmente magnesio, manganeso, cobre zinc, y silicio, a veces se añade también titanio y cromo.

2 Fibra de vidrio Este plástico es bien singular porque puede fabricarse por el usuario in situ. Se compone de una serie de refuerzos y productos químicos líquidos que cuando se juntan en proporciones específicas, puede ser formado en figuras fuertes, sólidas, pero flexibles. Variando la cantidad de los principales componentes, el producto terminado puede alcanzar distintas propiedades adecuadas a la aplicación deseada. La fibra de vidrio está compuesta por alúmina de borosilicato, con bajo contenido de álcalis. Puede alcanzar resistencias de a lb/pulg2 ( a kg/cm2) La Fibra de Vidrio se usa en una proporción del 20% a un 60% dentro del producto final. En general se usa un 33%.

3 HDPE El polietileno de alta densidad o PEAD (HDPE en inglés) es un polímero de cadena lineal no ramificada, por lo cual su densidad el alta y las fuerzas intermoleculares también. Se tarda 1,75 kilogramos de petróleo (en términos de energía y materias primas) para hacer un kilogramo de polietileno de alta densidad. Excelente resistencia térmica y química. Muy buena resistencia al impacto. Es sólido, incoloro, translúcido, casi opaco. Muy buena procesabilidad, es decir, se puede procesar por los métodos de conformado empleados para los termoplásticos, como inyección y extrusión. Es flexible, aún a bajas temperaturas. Es tenaz. Es más rígido que el polietileno de baja densidad. Presenta dificultades para imprimir, pintar o pegar sobre él. Es muy ligero. Su densidad es igual o menor a g/cm3. No es atacado por los ácidos, resistente al agua a 100 ºC y a la mayoría de los disolventes ordinarios.

4 Hormigón El hormigón o concreto es un material compuesto empleado en construcción, formado esencialmente por un aglomerante (en la mayoría de las ocasiones cemento (generalmente cemento Portland ) al que se añade partículas o fragmentos de un agregado (áridos, como grava, gravilla y arena) agua (hidratación) y aditivos específicos. La sola mezcla de cemento con arena y agua (sin la participación de un agregado) se denomina mortero. El coeficiente de dilatación del hormigón es similar al del acero, siendo despreciables las tensiones internas por cambios de temperatura. Cuando el hormigón fragua se contrae y presiona fuertemente las barras de acero, creando además fuerte adherencia química. Las barras, o fibras, suelen tener resaltes en su superficie, llamadas estrías, que favorecen la adherencia física con el hormigón. Por último, el ph alcalino del cemento produce la pasivación del acero, fenómeno que ayuda a protegerlo de la corrosión. El hormigón que rodea a las barras de acero genera un fenómeno de confinamiento que impide su pandeo, optimizando su empleo estructural.

5 Acero El acero es normalmente conocido como un metal pero en realidad el mismo es una aleación de un metal (el hierro) y un metaloide (el carbono) que puede aparecer en diferentes proporciones pero nunca superiores al dos por ciento del total del peso del producto final. Una de las propiedades más importantes y útiles del acero es que, dependiendo de su proporción de hierro y de carbono, el mismo se puede convertir en un material flexible y mucho más fácil de trabajar que otros metales ya que se puede llegar a moldear y a dar forma de acuerdo a las necesidades de cada caso. La temperatura de fundición del acero es de alrededor de 3000 grados Centígrados y a partir de ella se pueden generar diferentes tipos y formas de acero que servirán a diferentes utilidades.

6 Madera La madera es un material ortótropo, con distinta elasticidad según la dirección de deformación, encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. La madera está formada por fibras de celulosa, sustancia que constituye el esqueleto de los vegetales, y por lignina, sustancia que le proporciona rigidez y dureza. Un tronco de árbol está formado por un 60 % de celulosa, un 30 % de lignina y el resto, por agua, resinas, almidón, taninos y azúcares. La densidad de la madera varía notablemente entre especies. Una vez secas, hay especies que apenas alcanzan los 300 kg/m³ (Cecropia adenopus) mientras que otras pueden llegar a superar los 1200 kg/m³ (Schinopsis balansae). No obstante la densidad habitual de la mayoría de especies se encuentra entre los 500 y los 800 kg/m³ (peso seco). La densidad también puede variar significativamente en una misma especie, o incluso en un mismo árbol, en función de la altura del fuste y de la distancia al centro del tronco.

7 Cuadro comparativo Material Aluminio Fibra de vidrio HDPE Hormigón Acero Madera Densidad 2,698 kg/m g/cm3 952 Kg/m³ hormigón pesado: 3200 kg/m³ hormigón normal: 2200 kg/m³ hormigón liviano: 1800 kg/m³ 7,850 kg/m³ 900 kg/m ³ Resistencia Compresión kg/mm2 220 lbs/pulg ,9-5,4 kg/mm kg/cm² kg/mm2 40 kg/mm2 Tensión de Rotura MPa (Según el tipo de laminado) ASTM A36 40 (Pino - Paralelo al grano) Mano de obra Alta mano de obra. Soldadura MIG, corte CNC por chorro de agua. Permite plegado, doblado, remaches, etc. Alta mano de obra. Trabajo manual, se moldean las capas de fibra sobre un molde usando brochas y resinas. Termofusión, Unión por soldadora extrusora y por calor. Herramientas manuales Frague con moldajes de madera. Uso de mallas y Enfierraduras Soldadura MIG y TIG. Corte Plasma y Oxicorte Herramientas de carpintería, manuales y eléctricas Mantención Baja Mantención, no se oxida y puede recibir golpes Moderada Mantención. Frágil frente a impactos, se quiebra facilmente Baja Mantención, resistente a impactos y reparable Baja Mantención, resistente a fouling, no se corroe. Alta Mantención, Requiere pintado constante y ánodos de sacrificio Alta Mantención, requiere limpieza, pintado y protección al fouling